1
DERIVATISASI MORFIN MENGGUNAKAN DANSIL KLORIDA UNTUK MENINGKATKAN KEPEKAAN DETEKSI MORFIN PADA METODE KLT-
SPEKTROFOTODENSITOMETER
L.P. Ari Chandrayani, N.P. Linda L., I.N.K. Widjaja
Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana
ABSTRACT
Fluorescence detection could be used for enhance the sensitivity of morphine detection by TLC-Spectrophotodensytometry. Morfin is a compound that fluoresces intrinsically incapable. ence, morphine was derivatized using dansyl chloride. Morphine was derivatized by two methods, derivatization in solution and overspotting method. The derivatization reaction was kept at pH 9 and 450 C for 20 minute. The ratio between dansyl chloride and analyte concentration was 6:1. The derivatization result was separated from the interference using TLC. The TLC method was using Al-TLC silica G60 plate as a stationary phase and etyl acetate : methanol : amonia (85:10:5) as the mobile phase. The dansyl derivative was detected at λeks 365 nm and K540 filter for fluoresence.
Derivatization of morphine-dansyl chloride capable to enhancing the sensitivity of morphine detection using TLC-Spectrophotodensytometry. Derivatization in solution and overspotting method took the same time in procedure but they gave different sensitivity. Derivatization in solution method gave more quantity than derivatization of overspotting.
Keywords : morphine, dansyl chloride, derivatization, in solution, overspotting PENDAHULUAN
Berdasarkan Laporan Narkoba Dunia dari UNODC (2005) terdapat 15.900.000 orang penyalahguna NAPZA (Narkotika, Psikotropika dan Zat Adiktif) golongan opiat di dunia. Untuk mencegah efek yang fatal pada penyalahgunaan obat golongan opiat maka diperlukan deteksi dini pemakaiannya dengan menganalisis adanya opiat pada plasma manusia (Rang, et al., 2007). Golongan opiat yang paling banyak disalahgunakan di dunia adalah heroin (UNODC, 2005). Deteksi adanya heroin dalam plasma sulit untuk dilakukan karena heroin sangat mudah terhidrolisis (Moffat, et al., 2005). Morfin merupakan salah satu metabolit heroin yang dapat digunakan untuk mendeteksi penyalahgunaan heroin. Seseorang yang telah menggunakan heroin sebanyak 5 mg secara intravena pada plasmanya akan terdapat morfin dengan kadar 0,035 ng/µL setelah 25 menit (Baselt, 2002). Penggunaan kromatografi lapis tipis (KLT) -
Spektrofotodensitometer dengan limit deteksi 106,24 ng/spot dan limit kuantitasi 345,08 ng/spot (Primaningrum, 2009) tidak mampu untuk mendeteksi morfin pada kadar tersebut. Dengan demikian diperlukan peningkatan kepekaan deteksi misalnya dengan penggunaan detektor fluoresensi ataupun dengan pengubahan struktur kimia untuk membentuk suatu senyawa berfluoresensi. Beberapa reagen yang dapat digunakan untuk mengubah suatu senyawa menjadi berfluoresensi yaitu fluorescamin, dansil klorida dan OPA (o-phthaldialdehyde). Dansil klorida mampu menderivatisasi senyawa yang memiliki gugus amin primer, gugus amin sekunder, imidazol dan fenol (Sayed, et al.,2010). Selain itu senyawa derivat yang terbentuk dengan dansil klorida lebih stabil dibandingkan dengan senyawa derivat dari fluorescamin dan OPA (o-phthaldialdehyde) (Lajtha, et al.,2007). Morfin dapat bereaksi dengan dansil klorida karena morfin mengandung gugus fenol. Derivatisasi morfin
2 menggunakan dansil klorida dapat dilakukan di dalam larutan pada kondisi pH 9,0 disertai pemanasan pada suhu 450 C selama 20 menit (Barret, et al., 1991). Morfin dapat juga diderivatisasi dengan dansil klorida menggunakan metode overspotting (Wintersteiger, 1981). Data-data mengenai derivatisasi morfin dengan metode overspotting dalam kondisi yang sama seperti derivatisasi morfin dalam larutan sampai saat ini belum tersedia sehingga tidak dapat diketahui ada tidaknya perbedaan hasil reaksi yang diperoleh. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kepekaan deteksi analit pada penggunaan instrumen KLT- Spektrofotodensitometer ini selain dilakukan derivatisasi morfin dalam larutan juga akan dilakukan derivatisasi morfin dengan metode overspotting.
METODE PENELITIAN Bahan :
Bahan kimia dan pelarut yang digunakan mempunyai derajat kemurnian pro analisis dari Merck-Germany yaitu metanol, amonia pekat (25%), aseton, etilasetat dan natrium karbonat. Fase diam yang digunakan adalah plat AL-TLC silika G 60 dari Merck, Darmstadt, Jerman. Senyawa standar yang digunakan yaitu morfin hidroklorida diperoleh dari Badan Pengawas Obat dan Makanan RI, Cabang Denpasar dan dansil klorida diperoleh dari Fluka-Sigma Aldrich
Alat :
Alat yang digunakan meliputi alat-alat gelas yang umum digunakan dalam laboratorium analisis, aluminium foil, tabung effendrof, timbangan analitik (AND GR-200), pengaduk ultrasonik (Branson 1510), bejana kromatografi Twin Trough Chamber 10 x 10 cm (Camag-Switzerland), pipet volume (1; 2; 5 dan 10 mL), pipet tetes, pipet mikro 2 µL Switzerland) dan Nanomat 4 (Camag-Switzerland), universal indikator dari Merck, oven (Memmert), Lampu UV 254 dan 366 nm
(Camag-Switzerland), dan Spektrofotodensitometer TLC scanner 3 (Camag-Switzerland). Prosedur : 1. Pembuatan Larutan
Dibuat larutan stok morfin HCl 1 mg/mL dan dansil klorida 2 mg/mL dalam aseton. Dari larutan stok tersebut dibuat larutan baku kerja morfin HCl 100 ng/µL, morfin HCl 20 ng/µL, dansil klorida 600 ng/µL, dan dansil klorida 100 ng/µL. Larutan buffer karbonat pH 9,0 dibuat dari Na2CO3 yang dilarutkan dalam air bebas CO2 dan disesuaikan pHnya dengan HCl 0,1 N.
2. Penyiapan Sistem Kromatografi A. Penyiapan fase diam
Plat Al-TLC Silika G60 dipotong sesuai dengan ukuran yang diperlukan. Sebelum digunakan plat dicuci atau dielusi dengan metanol, selanjutnya diaktifkan pada suhu 1200 C selama 30 menit di dalam oven. B. Penyiapan fase gerak TE
Dibuat fase gerak sistem TE dengan mencampurkan etil asetat: metanol: amonia 25% (85:10:5), dimasukkan ke labu ukur dan dikocok sampai homogen (Moffat et al., 2005).
3. Derivatisasi Morfin dengan Dansil Klorida A. Derivatisasi dalam larutan
Analit (morfin HCl) dengan tertentu dimasukkan ke dalam tabung effendrof kemudian ditambahkan 2 L larutan Na2CO3 pH 9,0 dan juga ditambahkan dansil klorida dengan perbandingan jumlah 6:1 terhadap analit. Campuran dihomogenkan dengan menggunakan pengocok ultrasonik selama 20 menit dengan temperatur 450 C (Barret, et al., 1991)
B. Derivatisasi dalam plat (Metode Overspotting)
Analit (morfin HCl) dengan jumlah tertentu ditotolkan pada plat fase diam. Larutan Na2CO3 pH 9,0 sebanyak 2 µL ditotolkan di atas spot morfin hidroklorida dan dansil klorida dengan jumlah 6:1 terhadap analit kemudian ditotolkan di atas spot Na2CO3 pH 9,0. Plat dipanaskan dalam oven pada suhu 450 C selama 20 menit.
3 4. Penentuan linieritas, LOD dan LOQ
A. Penentuan Linieritas Morfin Hidroklorida Pada plat Al-TLC Silika G 60 ukuran 9 x 10 cm ditotolkan larutan morfin dengan rentang konsentrasi 25 ng/spot – 300 ng/spot. Plat dielusi menggunakan sistem fase gerak TE hingga jarak 90 mm dari tepi bawah plat dengan pengembangan vertikal di dalam chamber yang telah dijenuhkan. Plat dikeringkan pada suhu 800 C selama 10 menit. Kromatogram dibaca dibawah TLC-Scanner 3 pada λ 210 nm. Dari data kromatogram dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara konsentrasi dengan luas area. Ditentukan persamaan dari garis tersebut dalam y = bx + a. Sebagai parameter adanya hubungan linier digunakan koefisien korelasi (r) pada analisis regresi linier y = bx + a.
B. Penentuan Linieritas Senyawa Derivat Dansil Klorida-Morfin Hidroklorida
Pada plat Al-TLC Silika G 60 ukuran 9 x 10 cm ditotolkan larutan morfin dengan rentang konsentrasi 25 ng/spot – 300 ng/spot yang telah diderivatisasi dengan dansil klorida baik dengan metode overspotting (dalam plat) maupun dalam larutan. Plat dielusi menggunakan sistem fase gerak TE hingga jarak 90 mm dari tepi bawah plat dengan pengembangan vertikal di dalam chamber yang telah dijenuhkan. Plat dikeringkan pada suhu 800 C selama 10 menit. Untuk pendeteksian secara kualitatif, plat dilihat di bawah sinar UV 366 nm. Kromatogram dibaca dibawah TLC-Scanner 3, pengukuran absorbsi pada λ 365 nm dan pengukuran fluoresensi pada λ 365 nm filter K540. Dari data kromatogram yang diperoleh kemudian dibuat suatu kurva yang menyatakan hubungan antara konsentrasi dengan luas area. Ditentukan persamaan dari garis tersebut dalam y = bx + a. Sebagai parameter adanya hubungan linier digunakan koefisien korelasi (r) pada analisis regresi linier y = bx + a.
5. Penentuan Jumlah Morfin yang Bereaksi Pada plat Al-TLC Silika G 60 ukuran 3 x 10 cm ditotolkan larutan morfin dan morfin yang telah diderivatisasi dengan dansil klorida baik
dengan metode overspotting (dalam plat) maupun dalam larutan pada konsentrasi yang sama dengan konsentrasi morfin yang tidak diderivatisasi. Plat dielusi menggunakan sistem fase gerak TE hingga jarak 90 mm dari tepi bawah plat dengan pengembangan vertikal di dalam chamber yang telah dijenuhkan. Plat dikeringkan pada suhu 800 C selama 10 menit. Plat dilihat di bawah sinar UV 366 nm. Kromatogram dibaca dibawah TLC-Scanner 3 pada pengukuran absorbsi λ 210 nm. Dari data kromatogram yang diperoleh ditentukan persentase perbandingan AUC tersebut. HASIL DAN PEMBAHASAN
Derivatisasi suatu senyawa dengan dansil klorida memerlukan adanya buffer pada pH basa untuk menyangga suasana asam yang ditimbulkan oleh HCl (hasil sampingan derivatisasi). Pada suasana asam gugus dimetilamino pada dansil derivatif akan terprotonasi dan menyebabkan menurunnya efisiensi fluoresensi dari dansil derivatif (Blau and Halket, 2000). Pemanasan diperlukan untuk meningkatkan kecepatan reaksi derivatisasi. Penggunaan konsentrasi dansil klorida yang lebih tinggi dibandingkan konsentrasi analit dikarenakan pada suasana basa, buffer akan berkompetisi dengan analit untuk bereaksi dengan dansil klorida. Reaksi antara buffer dengan dansil klorida dapat menghidrolisis dansil klorida sehingga terbentuk dansil hidroksil yaitu gugus SO2Cl pada dansil klorida berubah menjadi gugus sulfonat (SO3H). Adanya dansil hidroksil mengakibatkan menurunnya jumlah analit yang terderivatisasi karena analit tidak mampu bereaksi dengan dansil hidroksil (Blanco et al, 2000).
Sistem KLT yang digunakan adalah fase gerak sistem TE dan fase diam plat AL-TLC silika G 60 (Moffat et al, 2005). Fase gerak TE mampu memisahkan senyawa derivat dansil-morfin dari pengotor dengan baik yang ditinjau dari resolusi yang dihasilkan yaitu nilai resolusi yang dihasilkan pada penggunaan sistem fase gerak TE ≥ 1.
4
Tabel 4.1 Nilai Rs senyawa hasil derivat dengan pengganggu hasil pemisahan dengan fase gerak TE (85:10:5). Fase diam AL-TLC Silika G 60.
Senyawa Dansil klorid Morfin Hasil derivat Dansil Hidroksil
d 9 30 56 83 d W 6 6 8 9 Dansil klorid 9 6 3,5 6,714 9,867 Morfin 30 7 3,714 7,067 Hasil derivat 56 8 3,176 Dansil Hidroksil 83 9 Keterangan :
d = nilai hRf maksimum masing-masing senyawa W = hRf akhir – hRf awal
Gambar. 4.1 Plat Hasil Derivatisasi Senyawa Morfin dengan Dansil Klorida Keterangan :
(A)dansil klorida , (B) senyawa derivat dansil-morfin dan (C) dansil hidroksil.
Tabel 4.2 LOD dan LOQ senyawa morfin dan senyawa morfin setelah derivatisasi dansil klorida baik dalam larutan maupun overspotting.
Morfin Larutan Overspotting
Absorbsi Absorbsi Fluoresensi Absorbsi Fluoresensi
LOD LOQ LOD LOQ LOD LOQ LOD LOQ LOD LOQ
Mean 31,04 103,47 19,24 64,14 16,38 54,65 22,45 74,68 17,70 59,00
Dansil klorida memiliki pendaran warna hijau sedangkan dansil hidroksil memiliki pendaran berwarna kuning. Secara teoritis, dansil klorida yang berikatan dengan gugus fenol, maka akan terbentuk spot yang berwarna jingga (Blau dan Halket, 2000). Untuk itu, pendaran plat hasil derivat dansil-morfin dilihat di bawah lampu UV 366 nm untuk mengetahui ada tidaknya reaksi derivatisasi.
Dari hasil pindaian plat hasil derivat dansil-morfin pada TLC Scanner 3, diketahui bahwa senyawa derivat dansil-morfin memiliki AUC paling besar apabila dipindai pada panjang gelombang eksitasi 365 nm dengan filter K540 pada pengukuran fluoresensi.
Perbedaan kepekaan deteksi pada pengukuran derivatisasi morfin, diketahui dengan uji ANOVA satu arah. Hasil Uji ANOVA satu arah yang dilanjutkan dengan Post Hoc Tests Multiple Comparisons diperoleh nilai Significant (Sig,) < 0,05
5 maka kesimpulan yang diperoleh nilai LOD LOQ yang dihasilkan dari proses derivatisasi morfin dengan dansil klorida baik dalam larutan maupun metode overspotting memiliki nilai yang berbeda bermakna dibandingkan LOD LOQ senyawa morfin sebelum diderivatisasi. Nilai rerataan LOD dan LOQ senyawa derivat dansil-morfin memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan nilai rerataan LOD dan LOQ senyawa morfin. Oleh karena itu, dapat disimpulkan proses derivatisasi morfin dengan dansil klorida dapat meningkatkan kepekaan deteksi senyawa morfin pada instrumen KLT-Spektrofotodensitometer.
PENENTUAN EFISIENSI WAKTU PENGERJAAN DERIVATISASI DAN TINGKAT SENSITIVITAS HASIL REAKSI MORFIN DENGAN DANSIL KLORIDA BILA DILAKUKAN DALAM BENTUK
LARUTAN DAN PADATAN
(OVERSPOTTING).
Untuk mengetahui perbedaan efisiensi waktu pengerjaan yang diperoleh antara derivatisasi morfin dalam larutan dibandingkan overspotting maka perlu dilakukan perbandingan waktu pengerjaan masing-masing proses. Pengujian secara statistik uji-t dua sampel bebas dilakukan untuk mengetahui perbedaan data yang dihasilkan berbeda bermakna atau tidak. Hasil yang diperoleh yaitu p-value yang dihasilkan adalah 0,241. Nilai p-value tersebut lebih besar dari α = 0,05. Oleh karena itu, dapat dinyatakan waktu pengerjaan yang diperlukan untuk derivatisasi menggunakan metode overspotting tidak berbeda dibandingkan metode dalam larutan.
Perbedaan nilai sensitivitas antara metode derivatisasi dalam larutan ataupun overspoting diketahui dengan cara membandingkan nilai LOD, LOQ serta nilai slope dari masing-masing metode derivatisasi. Tabel 4.3 Waktu pengerjaan dari derivatisasi morfin menggunakan dansil klorida di dalam larutan dan metode overspotting.
Larutan Rerataan Overspotting Rerataan
Pemipetan Larutan
ke Effendrof
5 menit Pengaturan Alat 37 menit Penggocokkan 20 menit Penotolan 20 menit Penotolan 32 menit Pemanasan Plat 20 menit
Elusi 15 menit Elusi 15 menit
Penguapan Pelarut 10 menit Penguapan Pelarut 10 menit Pengaturan Alat 15 menit Deteksi:
Absorbsi Fluoresensi 10 menit 21 menit Deteksi : Absorbsi Fluoresensi 10 menit 21 menit
TOTAL 128 menit TOTAL 133 menit
6
Tabel. 4.4 LOD dan LOQ senyawa morfin setelah derivatisasi dansil klorida dalam larutan dan overspotting
Plat Larutan Overspotting
Absorbsi Fluoresensi Absorbsi Fluoresensi 1 y = 8,923x + 526,6 r = 0,998 y = 1,759x + 190,8 r = 0,999 y = 2,943x + 463,1 r = 0,997 y = 1,705x + 280,3 r = 0,998 2 y = 7,393x + 421,9 r = 0,997 y = 4,379x + 355,2 r = 0,998 y = 2,552x + 411,2 r = 0,996 y = 2,152x + 140,8 r = 0,998 3 y = 7,976x + 587,1 r = 0,998 y = 3,908x + 371,8 r = 0,998 y = 4,724x + 255,8 r = 0,996 y = 3,8x + 222,3 r = 0,998 LOD 19,243 16,382 22,405 17,701 LOQ 64,144 54,646 74,683 59,004
Untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan yang bermakna dari hasil yang diperoleh pada derivatisasi dalam larutan dibandingkan metode overspotting dari segi nilai LOD, LOQ serta slope maka dilakukan pengujian secara statistik yaitu dengan uji ANOVA satu arah. Hasil Uji ANOVA satu arah untuk nilai LOD dan LOQ senyawa derivat dansil-morfin diperoleh nilai Significant (Sig,) 0,140 > 0,05. Kesimpulan yang diperoleh yaitu nilai LOD dan LOQ senyawa derivat dansil-morfin yang diderivatisasi dalam larutan tidak berbeda bermakna dengan nilai LOD dan LOQ senyawa derivat dansil-morfin yang diderivatisasi dengan metode overspotting.
Hasil Uji ANOVA satu arah nilai slope persamaan regresi senyawa derivat dansil-morfin yang dilanjutkan dengan Post Hoc Tests Multiple Comparisons diperoleh nilai Significant (Sig,) < 0,05. Kesimpulan yang diperoleh bahwa nilai slope senyawa derivat dansil-morfin yang diderivatisasi dalam larutan dibandingkan nilai slope senyawa derivat dansil-morfin yang diderivatisasi dengan metode overspotting baik pada pengukuran absorbsi maupun fluoresensi memiliki perbedaan yang bermakna.
Nilai rerataan slope senyawa derivat dansil-morfin yang diderivatisasi dalam larutan memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan nilai rerataan slope senyawa derivat dansil-morfin yang diderivatisasi
dengan metode overspotting baik pada pengukuran absorbsi maupun fluoresensi. Oleh karena itu, dapat disimpulkan proses derivatisasi dalam larutan dapat memberikan sensitivitas yang lebih baik dibandingkan proses derivatisasi dalam metode overspotting. Pengukuran hasil derivatisasi dalam larutan dapat memberikan nilai slope yang tinggi atau lebih sensitif karena perbedaan jumlah morfin yang terderivatisasi. Untuk mengetahui persentase morfin yang bereaksi dengan dansil klorida maka dibandingkan jumlah AUC morfin yang tidak diderivatisasi dengan AUC morfin sisa setelah diderivatisasi dengan dansil klorida baik dalam larutan maupun dengan metode overspotting.
Perbedaan persentase morfin yang terderivatisasi dapat disebabkan perbedaan jumlah morfin yang kontak dengan dansil klorida. Pada metode dalam larutan, jumlah morfin yang kontak dengan dansil klorida lebih banyak dibandingkan dengan metode overspotting karena selama proses derivatisasi dilakukan pengocokan terlebih dahulu reagen dansil klorida, buffer natrium karbonat serta morfin dengan ultrasonik sedangkan pada overspotting masing-masing larutan hanya ditumpuk dalam bentuk totolan sehingga tidak seluruh morfin telah diderivatisasi oleh dansil klorida terutama pada konsentrasi yang tinggi.
7 No Larutan Overspotting AUC morfin AUC morfin sisa Persenta (%) AUC morfin AUC morfin sisa Persenta (%) 1 2050,8 1301,2 37 1915,9 1815,9 5 2 2042,9 1281,9 37 2079,0 1868,7 10 3 2048,9 1590,4 22 1914,6 1823,6 5 Rerataan 32 7 KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan yaitu:
1. Derivatisasi morfin dengan dansil klorida dapat meningkatkan kepekaan deteksi morfin pada penggunaan KLT-Spektrofotodensitometer.
2. Proses derivatisasi di dalam larutan ataupun overspotting memerlukan waktu pengerjaan yang tidak berbeda bermakna dan tingkat sensitivitas derivatisasi di dalam larutan lebih baik dibandingkan hasil derivatisasi dengan metode overspotting.
DAFTAR PUSTAKA
Barrett, D. A., A. C. E. Jones., N. Rutter., P. N. Shaw dan S. S. Davis. 1991. Morphine Kinetics After Diamorphine Infusion In Premature Neonates. Br. J. clin. Pharmac, 32:31-37.
Baselt, R. C. 2002. Disposition of Toxic Drugs and Chemical in Man 6th Edition. United State of America: Biomedical Publications
Foster City. P. 504. Blanco, C.C, A.S. Carretero, S.F. Peinado dan A.F. Gutiérrez. 2000. Spectrofluorimetric Determination of Methyl Paraben in Pharmaceutical Preparations by Means of its Dansyl Chloride Derivative. Mikrochim Acta, 134:107-111.
Blau, K. and J. M. Halket. 2000. Handbook of Derivatives for Chromatography Second
Edition. United State of America: John Wiley and Sons, Inc. PP. 180-181 Lajtha, A., G. B. Baker, S. Dunn and A.
Holt.2007. Handbook of
Neurochemistry and Molecular
Neurobiology 3rd Edition. USA: Springer Science. P. 28.
Moffat, A. C., O. David and W. Brian. 2005. Clarke’s Analysis of Drugs and Poisons In Pharmaceuticals, Body Fluids and Post-Mortem Material 3rd edition Book 2. London: Pharmaceutical Press. PP. 324, 403, 1303
Primaningrum, I. A. S. 2009. Uji Skrining dan Determinasi Senyawa Morfin dalam Darah Menggunakan Metode TLC/HPTLC Spektrofotodensitometri (skripsi). Bukit Jimbaran: Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana
Rang, H.P., M. M. Dale., J. M. Ritter and R. J. Flower. 2007. Rang and Dale’s Pharmacology 6th Edition. Amsterdam: Elsevier. P. 601
Sayed, L.E., A.Fattah, T.A. Mohamed, and E.A. Taha. 2010. Spectrofluorimetric Determination of Carvedilol in Dosage Form and Spiked Human Plasma
Through Derivatization with 1
Dimethylaminonaphthalene-5-Sulphonyl Chloride. Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly. 16 (1): 31−38
United Nations: Office Drugs and Crime. 2005. World Drug Report Volume 1
8 (cited 2011 April, 12) Available from: URL:http://www.unodc.org/pdf/WDR_ 2005/volume_1_web.pdf
Wintersteiger, R. 1981. Determination of Morphine and Morphine-6-nicotinate by
an In Situ Reaction on Chromatographic Plates with Dansyl Chloride. Analyst, 107: 459-461
